Закон мозли химия кратко
Обновлено: 05.07.2024
В начале $XX$ века Мозли эмпирическим путем выявил важную связь длин волн спектральных линий характеристического рентгеновского излучения и номером химического элемента в системе Менделеева. Закон Мозли можно записать в виде:
где $^*=\frac<\lambda >$ -- волновой число линий, $R=10973731\ м^$ -- постоянная Ридберга, $a\ \ у$ некоторые постоянные, которые характеризуют серию линий рентгеновского характеристического спектра и вещество антикатода.
В частности, для длин волн $K_-\ $линии характеристического рентгеновского спектра закон Мозли принимает вид:
Выражение (2) можно представить в виде:
где $\sigma =1$, $m=1,\ n=2.$
Соотношение (4) сходно с формулой для длины волны линии серии Лаймана для водородоподобного иона. Отличие в том, что параметр $Z^2$, который входит в формулы серий для водородоподобных систем, в выражении (4) уменьшен на величину постоянной $\sigma $. Величина $\sigma $ называется постоянной экранирования, которая в данном случае равна единице. Постоянная экранирования отражает тот факт, что в тяжелом атоме, который имеет $Z$ электронов, на электрон выполняющий переход, отвечающий линии $K_$, воздействует не целиком заряд ядра ($Zq_e$), а величина $(Z-1)q_e$. То есть заряд ослаблен экранирующим действием одного электрона, который остался в слое $K$.
На рис.1 изображена диаграмма Мозли, которая отображает линейную зависимость $\sqrt^*>>$ от номера химического элемента $Z$ для линии $K_$.
Использование закона Мозли в применении к атомам химических элементов периодической системы стало подтверждением закономерного роста заряда ядра на единицу при переходе от одного элемента к следующему. Это послужило доказательством истинности ядерной модели атома и объяснения теории периодической системы.
Общий вид рентгеновского терма можно представить:
В таком случае закон Мозли запишем как:
Выражение (6) показывает то, что квадратные корни из рентгеновских термов линейно связаны с зарядовым числом элемента ($Z$).
Если электрон был выбит из $K$- оболочки ($n=1$), то в результате перехода на освободившееся место электронов с других оболочек происходит излучение рентгеновской $K$ -- серии. При переходе электронов на освобожденное место в оболочке $L$ ($n=2$) происходит излучение $L$ -- серии и так далее. Можно сделать вывод о том, что одинаковая структура рентгеновских спектров и закон Мозли являются подтверждением истинности периодической системы элементов.
Готовые работы на аналогичную тему
Примеры задач
Какой химический элемент длину волны для линии $_$ линейчатого спектра рентгеновского излучения получилась равную $72пм$? Считать постоянную $\sigma =1$.
Чтобы ответить на вопрос задачи следует найти атомный номер элемента в системе Д.И. Менделеева. Для решения задачи используем закон Мозли в виде:
где $R=10973731\ м^.$ Выразим параметр $Z$ из формулы (1.1), имеем:
Проведем вычисления, если $\lambda =72пм=7,2\cdot ^м$:
Ответ: $Z=42$, следовательно это молибден.
Какова постоянная экранирования ($\sigma $) для $L$ -- серии характеристического рентгеновского излучения, если длина волны, которая испускается при переходе электрона с $M$ -- оболочки на $L$ -- оболочку составила $140 \ пм$ (рис 2).?
Запишем численные данные необходимые для решения задачи, так, атомный номер вольфрама, взятый из периодической системы $Z=74$.
В качестве основы для решения задачи используем закон Мозли, записанный в виде:
где $m=2,\ n=3$, так как образуется $L_$ -- линия. Тогда упростим формулу (2.1) до выражения:
Выразим из формулы (2.2) постоянную экранирования:
Проведем вычисления, учитывая, что $\lambda =140пм=1,4\cdot ^м,\ R=10973731\ м^$:
Есть красивая легенда о том, что свою таблицу Менделеев увидел во сне, а утром проснулся и записал ее. На самом деле, это просто миф. Сам ученый много раз говорил, что созданию и совершенствованию периодической таблицы элементов он посвятил 20 лет своей жизни.
Все началось с того, что Дмитрий Иванович решил написать для студентов учебник по неорганической химии, в котором собирался систематизировать все известные на этот момент знания. И естественно, он опирался на достижения и открытия своих предшественников. Впервые внимание на взаимосвязь атомных весов и свойств элементов обратил немецкий химик Дёберейнер, который попытался разбить известные ему элементы на триады с похожими свойствами и весами, подчиняющимися определенному правилу. В каждой тройке средний элемент имел вес, близкий к среднему арифметическому двух крайних элементов. Ученый смог таким образом образовать пять групп, например, Li–Na–K; Cl–Br–I. Но это были далеко не все известные элементы. К тому же, тройка элементов явно не исчерпывала список элементов с похожими свойствами. Попытки найти общую закономерность позже предпринимали немцы Гмелин и фон Петтенкофер, французы Ж. Дюма и де Шанкуртуа, англичане Ньюлендс и Одлинг. Дальше всех продвинулся немецкий ученый Мейер, который в 1864-м году составил таблицу, очень похожую на таблицу Менделеева, но она содержала лишь 28 элементов, в то время как было известно уже 63.
Закономерность Г. Мозли. Современная формулировка Периодического закона
Закон Мозли —закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером.
Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера :
где — постоянная Ридберга, — постоянная экранирования, — главное квантовое число. На диаграмме Мозли зависимость от представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3. ).
Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла .
В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам. Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.
Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних электронов сравнимы со скоростью света).
В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре атома (изотопический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме
Закон Мозли раскрыл физический смысл закона Менделеева, исследовал рентгеновские спектры некоторых элементов: квадратный корень из частоты для каждой линии спектра рентгеновских лучей есть приблизительно линейная функция атомного номера.
В результате появилась современная формулировка Периодического закона: свойства элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра.
Физический смысл закона: химические свойства элементов с увеличением порядкового номера периодически повторяются за счет повторения электронной конфигурации внешнего энергетического уровня.
История открытия
Есть красивая легенда о том, что свою таблицу Менделеев увидел во сне, а утром проснулся и записал ее. На самом деле, это просто миф. Сам ученый много раз говорил, что созданию и совершенствованию периодической таблицы элементов он посвятил 20 лет своей жизни.
Все началось с того, что Дмитрий Иванович решил написать для студентов учебник по неорганической химии, в котором собирался систематизировать все известные на этот момент знания. И естественно, он опирался на достижения и открытия своих предшественников. Впервые внимание на взаимосвязь атомных весов и свойств элементов обратил немецкий химик Дёберейнер, который попытался разбить известные ему элементы на триады с похожими свойствами и весами, подчиняющимися определенному правилу. В каждой тройке средний элемент имел вес, близкий к среднему арифметическому двух крайних элементов. Ученый смог таким образом образовать пять групп, например, Li–Na–K; Cl–Br–I. Но это были далеко не все известные элементы. К тому же, тройка элементов явно не исчерпывала список элементов с похожими свойствами. Попытки найти общую закономерность позже предпринимали немцы Гмелин и фон Петтенкофер, французы Ж. Дюма и де Шанкуртуа, англичане Ньюлендс и Одлинг. Дальше всех продвинулся немецкий ученый Мейер, который в 1864-м году составил таблицу, очень похожую на таблицу Менделеева, но она содержала лишь 28 элементов, в то время как было известно уже 63.
Закономерность Г. Мозли. Современная формулировка Периодического закона
Закон Мозли —закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером.
Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера :
где — постоянная Ридберга, — постоянная экранирования, — главное квантовое число. На диаграмме Мозли зависимость от представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3. ).
Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла .
В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам. Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.
Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних электронов сравнимы со скоростью света).
В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре атома (изотопический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме
Закон Мозли раскрыл физический смысл закона Менделеева, исследовал рентгеновские спектры некоторых элементов: квадратный корень из частоты для каждой линии спектра рентгеновских лучей есть приблизительно линейная функция атомного номера.
В результате появилась современная формулировка Периодического закона: свойства элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра.
Физический смысл закона: химические свойства элементов с увеличением порядкового номера периодически повторяются за счет повторения электронной конфигурации внешнего энергетического уровня.
Характеристические рентгеновские спектры серий Kα and Kβ некоторых химических элементов. Снизу показан рентгеновский спектр сплава на основе меди — бронзы.
Зако́н Мо́зли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен английским физиком Генри Мозли в 1913 году.
Закон Мозли - закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Генри Мозли в 1913.
Формулировка закона Мозли
где R — постоянная Ридберга, Sn — постоянная экранирования, n — главное квантовое число. На диаграмме Мозли зависимость от Z представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3. ).
Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла Z.
В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам (см. Атомные спектры). Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.
Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних сравнимы со скоростью света).
В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре (изотонический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.
Изучение закона Мозли
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Мозли закон" в других словарях:
МОЗЛИ ЗАКОН — утверждает, что корень квадратный из частоты v характеристич. рентгеновского излучения элемента и его ат. номер Z связаны линейной зависимостью: (R Ридберга постоянная, Sn постоянная экранирования, учитывающая влияние на отдельный эл н всех… … Физическая энциклопедия
МОЗЛИ ЗАКОН — линейная зависимость квадратного корня из частоты характеристического рентгеновского излучения от атомного номера хим. элемента. Закон Мозли позволяет однозначно установить атомные номера всех химических элементов. Открыт Г. Мозли в 1913 … Большой Энциклопедический словарь
Мозли закон — линейная зависимость квадратного корня из частоты характеристического рентгеновского излучения от атомного номера химического элемента. Установлен экспериментально Г. Мозли в 1913. Закон Мозли основа рентгеновского спектрального анализа. * * *… … Энциклопедический словарь
Мозли закон — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Г. Мозли в 1913. Согласно М. з., корень квадратный из частоты ν… … Большая советская энциклопедия
МОЗЛИ ЗАКОН — линейная зависимость квадратного корня из частоты характеристического рентгеновского излучения от атомного номера хим. элемента. Установлен экспериментально Г. Мозли в 1913. М. з. основа рентгеновского спектрального анализа … Естествознание. Энциклопедический словарь
Закон Мозли — Закон Мозли закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен английским физиком Генри Мозли в 1913 году. Формулировка … Википедия
Мозли Генри Гвин Джефрис — Мозли (Moseley) Генри Гвин Джефрис (23.11.1887, Уэймут, Англия, 10.8.1915, Галлиполи, ныне Гелиболу, Турция), английский физик. Окончил Оксфордский университет (1910). В 1910 14 работал в Манчестерском, а затем Оксфордском университетах. В… … Большая советская энциклопедия
Мозли — (Moseley) Генри Гвин Джефрис (23.11.1887, Уэймут, Англия, 10.8.1915, Галлиполи, ныне Гелиболу, Турция), английский физик. Окончил Оксфордский университет (1910). В 1910 14 работал в Манчестерском, а затем Оксфордском университетах. В… … Большая советская энциклопедия
Мозли — Мозли, Генри Генри Мозли Henry Moseley Дата рождения: 23 ноября 1887( … Википедия
Мозли, Генри — Генри Мозли Henry Moseley Дата рождения … Википедия
Читайте также: